SEMICONDUCTOR실험 보고서

목차

1. 실험목적
2. 이론
3. 실험과정
4. 결과
5. 고찰
6. 느낀점

본문내용

1. 실험목적
(1) 다이오드 특성 실험을 통해서 게르마늄과 실리콘 다이오드의 특성에 대해서 파악하고 다이오드의 역전압에 대해서 파악한다.
(2) 제너 다이오드 실험을 통해서 부하와 다이오드와의 관계를 파악하고 역방향 항복점에 대해서 파악한다.
(3) 추가적인 조사를 통해서 다이오드, 연산증폭기(OP AMP), 트랜지스터에 대한 원리와 이론 실용사례를 파악한다.

2. 이론
(1) 다이오드
먼저 다이오드에 사용되는 P-N 접합에 대해서 설명한다. 실리콘 또는 게르마늄의 전도도는 이 진성 반도체 물질에 정해진 양의 불순물을 첨가하여 극적으로 증가시킬 수 있다.
이 과정을 도핑이라고 부르는데, 전류 캐리어(정공-전자가 빠져나간 구멍)들의 수를 증가 시켜 전도도를 증가시키며 저항률을 감소시킨다.
이렇게 도핑에 의해서 만들어지는 두 가지 종류의 새로운 반도체를 N형과 P형이라고 한다. 실리콘을 예로 들어서 설명하면 순수 실리콘에서 전도대의 전자 수를 증가시키기 위해 도너라고 불리는 5가 원자인 불순물을 정해진 양만큼 첨가 한다.
이런 5가 원자달은 각각의 주위에 4개의 실리콘 원자들과 공유 결합을 이루면서 전자가 1개 남는데 이것을 자유 전자라고 한다.
이것을 N형이라고 한다. 다음으로 진성반도체에서 정공의 수를 증가시키려면 억셉터라고 불리는 3가의 불순물 원자를 첨가한다.
이러한 원소들은 주위에 오직 3개의 가전자를 가지는데 모두 공유결합에 사용되고, 원래는 4개의 가전자가 필요하지만 공급해주는 것은 3개 밖에 없으므로 하나의 정공이 발생하고 이러한 것을 P형이라고 한다.
이러한 성질을 가진 물질은 접합하면 그것을 PN접합이라고 한다.
즉, 이러한 PN 접합을 통해서 N형에 있던 자유전자들이 P형으로 이동하게 되면서 N영역에는 전자가 줄어듦으로 양극성을, P영역에서는 흘러들어온 전자로 인해서 음극성을 가지게 되고 이로 인해서 양, 음 이온들이 만들어짐으로 인해서 장벽전위가 발생한다.
이러한 장벽전위는 온도에 따라 달라지는데, 보토 상온에서 실리콘의 경우 0.7V, 게르마늄의 경우 0.3V 이다.
일반적인 다이오드가 작동 시에는 이러한 장벽전위를 넘을 정도의 충분한 에너지를 가져야지 전류가 흐르게 된다.

참고 자료

공학도를 위한 전기전자 공학 <카오스북> THOMAS L. FLOYD
OP-AMP 회로실험 <한경사> 박효석
기초전기전자실험 <경북대학교>
기초전기전자회로실험 <사이텍미디어> 박대철